Departamento de Engenharia Mecânica e Gestão Industrial
Secção de Mecânica Aplicada
Opção de Construções Mecânicas
Opção de Projecto de Máquinas
da Licenciatura em Engenharia Mecânica
apresentação aos alunos do 4º ano em 30 de Abril de 2003
Opção de Construções Mecânicas
Plano de estudos
Anual: Projecto de Construções Mecânicas
1º Sem: Análise Experimental de Tensões
Dinâmica das Estruturas
Materiais Compósitos
Método dos Elementos Finitos
2º Sem: Estabilidade Estrutural
Mecânica da Fractura
Placas e Cascas
apresentação aos alunos do 4º ano em 30 de Abril de 2003
Opção de Projecto de Máquinas
Plano de estudos
Anual: Projecto de Máquinas
1º Sem: Dinâmica das Estruturas
Método dos Elementos Finitos
Servomecanismos
Tribologia
2º Sem: Lab. Lubrificação e Vibrações
Mecânica da Fractura
Robótica
apresentação aos alunos do 4º ano em 30 de Abril de 2003
Em 2003/2004 existirão algumas
oportunidades para alunos das
opções Construções Mecânicas e
Projecto de Máquinas dedicarem um
semestre a realizar um projecto (em
vez do plano de estudos normal, que
se manterá), com co-orientação de
um engenheiro da organização de
acolhimento (empresa, instituto) e de
um docente da FEUP
Nota: Alguns dos Projectos a Realizar na
FEUP são proposta de Engenheiros em
Empresas
apresentação aos alunos do 4º ano em 30 de Abril de 2003
afins das opções Const Mec, e Proj Máqs
alguns exemplos
de sectores de actividade
aparelhagem de elevação e movimentação de cargas
caldeiras
centros tecnológicos e de i&d, gabinetes de projecto
componentes
construção aeronaútica
construção e estruturas em materiais compósitos
construção naval
construção soldada
equipamentos de geração de energia
estruturas metálicas
máquinas (agrícolas, para madeira, para construção,...)
máquinas ferramenta
máquinas protótipo
material circulante ferroviário
reservatórios
sistemas para indústria automóvel
veículos
apresentação aos alunos do 4º ano em 30 de Abril de 2003
exemplos de empresas
apresentação aos alunos do 4º ano em 30 de Abril de 2003
grua florestal
trabalho de consultoria
Prof Carlos Reis Gomes, Engº Nuno Vieira
apresentação aos alunos do 4º ano em 30 de Abril de 2003
estado de tensão obtido através
de elementos finitos
apresentação aos alunos do 4º ano em 30 de Abril de 2003
estado de tensão obtido através de
elementos finitos
pormenor de uma articulação
apresentação aos alunos do 4º ano em 30 de Abril de 2003
grua porta contentores
trabalho de consultoria
Prof Carlos Reis Gomes, Engº Nuno Vieira
apresentação aos alunos do 4º ano em 14 de Maio de 2002
estado de tensão obtido através de
elementos finitos
apresentação aos alunos do 4º ano em 14 de Maio de 2002
malha de elementos finitos utilizada na
discretização de uma peça
apresentação aos alunos do 4º ano em 30 de Abril de 2003
máquina de ensaio de massas lubrificantes para
rolamentos
trabalho dos alunos José Pedro
Rodrigues, e Pedro Jorge Moreira
supervisor: Prof L A Ferreira
apresentação aos alunos do 4º ano em 30 de Abril de 2003
análise modal experimental
N
 jk    
r 1

r
r
2
 j r k
  2   i2rr

área de investigação dos Profs
J Dias Rodrigues, e Pedro Ribeiro
apresentação aos alunos do 4º ano em 30 de Abril de 2003
análise modal experimental
300 mm
Função de Resposta em Frequência 12()
20
10
300 mm
0
-10
-20
-30
-40
0
0.1
0.2
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.3
0.4
0.5
180
Phase
300 mm
x1(t)
300 mm
x2(t)
Magnitude [dB]
x3(t)
90
0
-90
-180
0
f [Hz]
Função de Resposta em Frequência 12()
1
0
Imag
-1
1 1
s  s
nn
k j
k j
k j
kj 


 2  2   j 2
 2  2   j 2
 2  2   j 2
1 1
s s
n n
 1

 s

 n

-2
-3
-4
-5
-3
equipamento laboratorial do DEMEGI
-2
-1
0
Real
1
2
3
apresentação aos alunos do 4º ano em 30 de Abril de 2003
máquina FZG
equipamento do laboratório CETRIB
binário 3.3 a 534.5 Nm
velocidade de rotação 150 to 3000 rpm
temperatura do óleo 40 to 220 ºC
apresentação aos alunos do 4º ano em 14 de Maio de 2002
máquina de ensaio de caixas de engrenagens
equipamento do laboratório CETRIB
1
0
4
3
binário 50 a 1350 Nm;
velocidade de rotação 300 a 4300 rpm;
1
0
8
9
7 5
1
6
2
apresentação aos alunos do 4º ano em 14 de Maio de 2002
holografia laser
investigação e ensino em análise
experimental de tensões
Profs J Silva Gomes, e Mário Vaz
vibration intensity processing by full
field laser multi-pulse techniques
LOME - Laboratório de Óptica
Mecânica Experimental
apresentação aos alunos do 4º ano em 30 de Abril de 2003
análise experimental de tensões
LOME
Laboratório de Óptica e
Mecânica Experimental
investigação e ensino em
análise experimental de
tensões
Profs J Silva Gomes, Mário
Vaz et al.
apresentação aos alunos do 4º ano em 30 de Abril de 2003
estudo da estrutura do reservatório
de um auto-tanque
trabalho dos alunos: António J Ribeiro da
Rocha, e Pedro E Esperança Cardoso
supervisor: Prof A Torres Marques
apresentação aos alunos do 4º ano em 30 de Abril de 2003
estudo da reparação de uma britadeira
trabalho de consultoria
Profs Paulo T de Castro, A A Fernandes
paper ASME 2000-IMECE/DE-6
apresentação aos alunos do 4º ano em 30 de Abril de 2003
propagação de uma fenda numa placa traccionada
trabalho dos alunos:
Pedro Moreira, e Paulo Matos
usando o software Franc2D/L
apresentação aos alunos do 4º ano em 30 de Abril de 2003
dano numa ligação rebitada de fuselagem
investigação em Mecânica da Fractura
Prof P T de Castro, Engº Lucas Silva, Engº F Oliveira
de: International Journal of Fatigue, 22, 2000
apresentação aos alunos do 4º ano em 30 de Abril de 2003
análise SPATE do estado de tensão de uma
junta rebitada de sobreposição
CÁLCULO NUMÉRICO
investigação em Mecânica da Fractura
Prof P T de Castro, Engº Lucas Silva, Engº F Oliveira
apresentação aos alunos do 4º ano em 30 de Abril de 2003
dano no plano de esmagamento
junta aparafusada em laminado de epoxy reforçado com fibra de carbono
60%
95%
80%
0
90
+45
-45
Load
A
B
B
10000
9000
Load (N)
A
95%
90%
8000
7000
6000
investigação do
Prof Pedro
Camanho,
apresentada na
Wright Patterson
USAF Base,
EUA, 1999
80%
60%
5000
4000
3000
2000
1000
0
0
0.25
0.5
0.75
1
1.25
1.5
1.75
2
2.25
2.5
Cross-head displacement (mm)
apresentação aos alunos do 4º ano em 30 de Abril de 2003
rotura em tensão
junta aparafusada em laminado de epoxy reforçado com fibra de carbono
59%
Matrix tensile cracking
90%
Matrix compressive
cracking
Matrix tensile cracking
Matrix compressive
failure
Load
Fibre tensile fracture
Fibre compressive
failure
Fibre tensile fracture
Fibre compressive
failure
100%
Load (N)
Matrix tensile
cracking
Matrix compressive
cracking
8000
7000
6000
5000
4000
Fibre tensile
fracture
Fibre compressive
failure
3000
Experimental (LVDT)
2000
3D FE model
1000
0
0
0.25
0.5
0.75
1
1.25
Bolt displacement (mm)
apresentação aos alunos do 4º ano em 30 de Abril de 2003
dano numa ligação em laminados (co-cured)
investigação dos Profs Pedro Camanho
e Marcelo Moura et al, apresentada em
conf em Seattle, Abril de 2001
30
P=24.1 kN
C8
Extensometer
Corner not
yet debonded
FEM Model
Predicted flange debond
Applied load, kN
25
Range of flange
debond loads for
all four tests
C6
Coarse end
C4
20
C10
Refined end
15
P=29.4 kN
10
5
Flange/skin separation
0
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
Extensometer measurement, mm.
apresentação aos alunos do 4º ano em 30 de Abril de 2003
apresentação aos alunos do 4º ano em 30 de Abril de 2003
dano na ligação
critérios de rotura para dano
intralaminar
geometria da extremidade
da flange
0°
-45°
90°
45°
representação simplificada
0°
-45°
90°
45°
Planes of
integration
points
Decohesion elements
Fiber-matrix shearing in 45° ply
nº de pontos de
integração onde
se verificou
rotura
4
3
2
apresentação aos alunos do 4º ano em 30 de Abril de 2003
placas e cascas: análise estrutural de um laminado
trabalhos de alunos da Prof Lúcia Dinis
método de Ritz, placa encastrada com carregamento uniforme
apresentação aos alunos do 4º ano em 14 de Maio de 2002
placas e cascas: análise estrutural de um laminado
trabalhos de alunos da Prof Lúcia Dinis
método de Levy, placa com um bordo encastrado e dois simplesmente apoiados com
carregamento uniforme
apresentação aos alunos do 4º ano em 14 de Maio de 2002
Student Space Exploration
and Technology Initiative
O SSETI é uma iniciativa da ESA - Agência Espacial Europeia,
dedicada a jovens estudantes de engenharia e que visa o projecto,
construção e lançamento de um microsatelite e de uma sonda lunar
A equipa do DEMEGI é responsável
pelo cálculo e análise estrutural
contacto:
Pedro M Portela,
[email protected]
Coordenação FEUP: DEMEGI-SMAp, Prof Pedro Camanho
apresentação aos alunos do 4º ano em 14 de Maio de 2002
FEUP - DEMEGI
SSETI no DEMEGI
Contribuição do DEMEGI
- Desenvolver modelos numéricos para as estruturas principal e secundária
- Analisar o comportamento dinâmico do satélite durante o lançamento
- Cálculo e projecto das ligações mecânicas do protótipo
- Construção e ensaio do protótipo
apresentação aos alunos do 4º ano em 30 de Abril de 2003
Novas Áreas
Biomecânica
Nanotecnologia - Tribologia
Métodos sem Malha
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apresentação aos alunos do 4º ano em 30 de Abril de 2003